Plåtens tjocklek beräknades till ca 1010-1050 µm. Inget tydligt ytskikt förutom rost hittades. Plåtens kornstorlek beräknades separat i två olika zoner med mycket olika kornstorlek, zonen med den lilla kornstorleken fanns dock inte i alla prover och varierade enormt i tjocklek, visat i Figur 47. I den yttre zonen med stora korn beräknades kornstorleken till 217,2 µm. I den inre zonen med små korn beräknades kornstorleken till 21,05 µm.
Från OES-testerna (Tabell 11) visade det sig att provet bestod av 99,8 % järn som var en av de högsta järnhalterna som mättes i studien. I metallografin kunde endast lite slagg hittas i provet, det fanns enstaka stora slaggföroreningar som verkade bestå av olika ämnen (Figur 48). Färgmässigt hade de delar som liknade mangansulfiderna, och delar som liknade silikaterna som synts i tidigare prover. I dokumentet ”Järn från en medeltida smedja i Garn” som nämndes i det teoretiska ramverket fanns det flera bilder av slagg i stål. I en av bilderna (Figur 13) visas en större slagginneslutning med ljusgrå, mellangrå och mörkgrå faser. Den ljusgråa fasen identifierades som en järnoxid (wüstit), den mellangråa som ett silikat (olivin) och den mörkgråa fasen identifierades bara som glas, också ett silikat [10]. Därför antogs det att den stora slagginneslutningen i plåten var en kombination av silikater och järnoxider. Överlag var dessa inneslutningar sällsynta men de skulle kunna skapa lokala problem där de finns. Strukturen bestod till huvuddel av extremt stora korn med en liten zon av mycket mindre korn nära ena ytan av provet. Kornen verkade inte vara orienterade i någon självklar riktning eller mönster vilket hos valsade plåtar skulle indikera en normaliseringsprocess (Figur 47). Men om plåten hade normaliserats borde det inte finnas sådana extrema skillnader som hittades i kornstorleken, därför drogs slutsatsen att plåten var smidd. Även det faktum att ena sidan hade väldigt annorlunda struktur stödde den hypotesen. Med en sådan anisotrop struktur där majoriteten av kolet samlats nära den ena ytan i perlitstrukturer (Figur 49) och där kornen är mycket mindre blir plåtens egenskaper väldigt annorlunda i olika områden. Nära den nämnda ytan borde plåten vara mycket hård och svår att forma medan resten borde vara mycket mjukare där den består av stora ferritkorn. Övergången mellan strukturerna var väldigt tydlig på grund av perliten och slaggen som samlats längs gränsen. I proverna som studerades från ovansidan syntes det att kolfördelningen inte var helt jämn, även nära ytan där perliten fanns. Vid analys av snitten kunde det även noteras att strukturövergången inte fanns med i alla snitt, och att den i vissa låg längre in i materialet.
Tabell 11: OES-resultat från Skokloster Slott 6.1.
Värden presenteras som medelvärdet av tre godkända mätningar.
Nr. C Si Mn P S Cr Mo Ni Al Co Cu Fe
Conc Conc Conc Conc Conc Conc Conc Conc Conc Conc Conc Conc
% % % % % % % % % % % %
Figur 47: Skokloster Slott 6.1 mikrostruktur.
Översiktsbild på kornstruktur, röd pil visar övergång till zon med mindre korn. Kornen har ingen klar riktning, och de mindre kornen finns inte i alla prover.
Figur 48: Skokloster Slott 6.1 mikrostruktur.
Närbild av zonövergång, även bild av slagg. Röd pil markerar slagg bestående av flera ämnen.
Figur 49: Skokloster 6.1 mikrostruktur.
Skokloster Slott 2
Plåtens tjocklek beräknades till ca 1200-1280 µm. Inget tydligt ytskikt förutom rost hittades. Plåtens kornstorlek beräknades separat i två olika zoner med mycket olika kornstorlek. Djupet av plåtens yttre zon beräknades till 300,0 µm. I den yttre zonen med stora korn beräknades kornstorleken till 47,10 µm. I den inre zonen med små korn beräknades kornstorleken till 24,13 µm.
Provet innehöll stora mängder föroreningar i from av slagg. Långa och tjocka slaggtrådar fanns speciellt nära mitten av provet. Det fanns även slagg närmare ytan men dessa var tunnare och kortare. I OES-testernas resultat kunde det ses att kiselhalten i materialet varierade till stor grad vilket också stämde för aluminium och kol. Kolhalten varierade mellan 0,039 – 0,37 %. De slagg som kunde ses i provet verkade huvudsakligen bestå av silikater men vissa av dem hade flera strukturer i samma förorening. Dessa kan ha varit silikater som pressats ihop tillsammans med andra föroreningar som aluminiumoxider eller mangansulfider. Mangan och svavelhalterna var låga i provet men de varierade i vissa av mätningarna så små andelar av slaggen skulle kunna bestå av mangansulfider.
Materialets struktur var unik bland de plåtar som undersökts. Mikrostrukturen kunde delas upp i flera olika zoner där de områdena nära ytorna hade en struktur, och mitten av provet hade en annan. Strukturen i mitten av provet liknade de strukturer som hittats i varmvalsade prover, med relativt jämna korn och långa utdragna slagginneslutningar. Nära ytan fanns en struktur som liknade en struktur som hittades i ASM handboken om metallografi. Strukturen i fråga var ett austenitiserat stål med martensit i strukturen. Detta skulle tyda på att det område där austeniten och martensiten fanns kyldes väldigt snabbt från höga temperaturer men att mittenområdet med ferrit hade fått svalna långsammare under en längre tid. Med tanke på plåten hade de karaktäristiska slagginneslutningarna som hittats i andra varmvalsade plåtar drogs slutsatsen att plåten var varmvalsad. Den annorlunda strukturen nära ytan visade som sagt att stålet hade utsatts för en speciell värmebehandling. Från metallografin verkade det som om stålet utsatts för en härdningsprocess där endast ytan fått den fulla effekten från härdningen. En möjlig förklaring till detta vore att plåten efter antingen varmbearbetning eller separat uppvärmning tillfälligt doppas i någon kylande vätska så att ytan kyldes snabbt för att sedan låta den sista nedkylningen ske långsamt på egen hand.
Tabell 12: OES-resultat från Skokloster Slott 6.2.
Värden presenteras som medelvärdet av fem godkända mätningar.
Nr. C Si Mn P S Cr Mo Ni Al Co Cu Fe
Conc Conc Conc Conc Conc Conc Conc Conc Conc Conc Conc Conc
% % % % % % % % % % % %
Figur 50: Skokloster Slott 6.2 mikrostruktur.
Röd pil markerar övergång i struktur, från vanlig varmvalsad till snabbt nerkyld.
Figur 51: Skokloster Slott 6.2 mikrostruktur.
Röd pil visar långa utdragna slagginneslutningar, karaktäristiska för varmvalsning.
Figur 52: Skokloster Slott 6.2 mikrostruktur.